Laserlas-focusmethode

Laserlassenfocusmethode

Wanneer een laser in contact komt met een nieuw apparaat of een nieuw experiment uitvoert, is de eerste stap scherpstellen. Alleen door het brandvlak te vinden, kunnen andere procesparameters zoals de mate van onscherpte, vermogen, snelheid, enz. correct worden bepaald, zodat een duidelijk beeld ontstaat.

Het focusprincipe is als volgt:

Ten eerste is de energie van de laserstraal niet gelijkmatig verdeeld. Door de zandlopervorm aan de linker- en rechterkant van de focusspiegel is de energie het meest geconcentreerd en het sterkst in het midden van de straal. Om een ​​efficiënte en kwalitatief hoogwaardige bewerking te garanderen, is het over het algemeen noodzakelijk om het focusvlak te bepalen en de defocusafstand hierop af te stemmen. Zonder focusvlak kunnen de volgende parameters niet worden besproken, en bij het debuggen van nieuwe apparatuur moet eerst worden gecontroleerd of het focusvlak correct is. Het bepalen van het focusvlak is daarom de eerste les in lasertechnologie.

Zoals weergegeven in figuren 1 en 2, verschillen de focusdieptekarakteristieken van laserbundels met verschillende energieën. Ook galvanometers en single-mode en multimode lasers verschillen, wat zich voornamelijk weerspiegelt in de ruimtelijke verdeling van de mogelijkheden. Sommige zijn relatief compact, terwijl andere relatief slank zijn. Daarom zijn er verschillende focusmethoden voor verschillende laserbundels, die over het algemeen in drie stappen kunnen worden onderverdeeld.

Figuur 1 Schematisch diagram van de scherptediepte van verschillende lichtvlekken

Figuur 2 Schematisch diagram van de scherptediepte bij verschillende vergrotingen

Richtingsindicator voor de spotgrootte op verschillende afstanden

Schuine methode:

1. Bepaal eerst het geschatte bereik van het brandvlak door de lichtvlek te geleiden en bepaal het helderste en kleinste punt van de geleide lichtvlek als het initiële experimentele brandpunt;

2. Platformconstructie, zoals weergegeven in figuur 4

Figuur 4 Schematisch diagram van apparatuur voor het scherpstellen van een schuine lijn

2. Voorzorgsmaatregelen bij diagonale streken

(1) Over het algemeen worden stalen platen gebruikt, met halfgeleiders tot 500 W en optische vezels rond 300 W; de snelheid kan worden ingesteld op 80-200 mm

(2) Hoe groter de hellingshoek van de stalen plaat, hoe beter; streef naar een hoek van ongeveer 45-60 graden en stel het middelpunt in op het grove positioneringsbrandpunt met de kleinste en helderste geleidende lichtvlek;

(3) Begin dan met het spannen van de lijn. Welk effect heeft het spannen van de lijn? Theoretisch gezien zal deze lijn symmetrisch verdeeld zijn rond het brandpunt, en zal het traject een proces ondergaan van toenemen van groot naar klein, of toenemen van klein naar groot en vervolgens afnemen;

(4) Halfgeleiders vinden het dunste punt, en de stalen plaat zal ook wit worden op het brandpunt met duidelijke kleurkenmerken, wat ook kan dienen als basis voor het lokaliseren van het brandpunt;

(5) Ten tweede moet de glasvezel de micropenetratie aan de achterzijde zoveel mogelijk controleren, waarbij de micropenetratie zich in het brandpunt bevindt, wat aangeeft dat het brandpunt zich in het midden van de lengte van de micropenetratie aan de achterzijde bevindt. Op dit punt is de grove positionering van het brandpunt voltooid en wordt de positionering met behulp van de lijnlaser gebruikt voor de volgende stap.

Figuur 5 Voorbeeld van diagonale lijnen

Figuur 5 Voorbeeld van diagonale lijnen op verschillende werkafstanden

3. De volgende stap is het waterpas stellen van het werkstuk, het afstellen van de lijnlaser zodat deze samenvalt met het focuspunt van de lichtgeleider (het positioneringsfocuspunt), en vervolgens het uitvoeren van de uiteindelijke controle van het focusvlak.

(1) De verificatie wordt uitgevoerd met behulp van pulspunten. Het principe is dat er vonken ontstaan ​​op het brandpunt, en de geluidskarakteristieken zijn duidelijk. Er is een grenspunt tussen de boven- en ondergrens van het brandpunt, waar het geluid significant verschilt van de vonken en de spetters. Registreer de boven- en ondergrens van het brandpunt, en het middelpunt is het brandpunt.

(2) Stel de overlap van de lijnlaser opnieuw bij, en de focus is nu gepositioneerd met een fout van ongeveer 1 mm. Herhaal de experimentele positionering om de nauwkeurigheid te verbeteren.

Figuur 6. Demonstratie van vonkenspatten bij verschillende werkafstanden (mate van onscherpte).

Figuur 7 Schematisch diagram van pulspuntvorming en focussering

Er bestaat ook een puntmethode: geschikt voor fiberlasers met een grotere brandpuntsdiepte en aanzienlijke veranderingen in de spotgrootte in de Z-asrichting. Door een rij stippen aan te brengen om de veranderingstrend van de punten op het oppervlak van de stalen plaat te observeren, verandert de afdruk op de stalen plaat bij elke verandering van 1 mm in de Z-asrichting van groot naar klein, en vervolgens weer van klein naar groot. Het kleinste punt is het brandpunt.